蘋果渣在畜禽生產(chǎn)中的應用研究進展

唐小武，黃 瑛，楊 燦*，陳文娟，何 青，唐青海

（1.湖南環(huán)境生物職業(yè)技術學院生物工程學院，湖南衡陽 421005；2.衡陽師范學院生命科學與環(huán)境學院，南岳山區(qū)生物資源保護與利用湖南省重點實驗室，湖南衡陽 421008）

據(jù)聯(lián)合國糧農(nóng)組織統(tǒng)計報道，2020 年全世界蘋果總產(chǎn)量超過27 333 萬t[1]，其中25%～33% 的蘋果用于加工生產(chǎn)蘋果汁、果醬、果酒，加工過程中產(chǎn)生高達25%的副產(chǎn)品，即蘋果渣[2]。蘋果渣主要包括果肉、果皮、果籽及果柄，果皮果肉占96.2%，果籽占3.1%，果梗占0.7%[3]。本文綜述了蘋果渣的生理功能，蘋果渣的飼料化及在畜禽生產(chǎn)中的應用研究進展，以期為蘋果渣綜合利用提供新的思路。

1 蘋果渣的營養(yǎng)成分

干或濕蘋果渣營養(yǎng)成分見表1[4-6]。蘋果渣氨基酸含量較為穩(wěn)定，除纈氨酸和組氨酸外，其他必需氨基酸變異度均在20%以下[7]（表2）。蘋果渣中礦物元素如磷、鎂、鈣和鐵含量分別為720、510、210、110 mg/100 g干物質(zhì)（DM）[8]（表2）。雖然蘋果籽的蛋白含量在34%～50%，但大鼠的表觀蛋白質(zhì)消化率因脫脂蘋果籽的添加而顯著下降，因此，蘋果籽作為蛋白質(zhì)飼料資源有缺陷[9]。此外，蘋果渣含有大量有益健康的植物化學物質(zhì)，包括酚酸、黃酮、類黃酮、原花青素、二氫膽堿酯等，這些活性物質(zhì)具有豐富的生理調(diào)節(jié)功能，可在動物生產(chǎn)上發(fā)揮重要作用。

表1 蘋果渣的常規(guī)養(yǎng)分含量（風干物質(zhì)基礎）[4-6] %

表2 干蘋果渣的氨基酸組成及礦物元素含量[7-8]

2 蘋果渣的活性成分及生理功能

2.1 調(diào)節(jié)糖脂代謝 蘋果渣具有調(diào)節(jié)糖脂代謝的作用。研究表明，大鼠采食2.1%或10%的干蘋果渣可降低血清膽固醇[10]，抑制高脂日糧誘導的肝臟脂肪變性[11]。連續(xù)5 周給大鼠灌入500 mg/kg 蘋果渣和迷迭香的混合物可通過恢復肌纖維膜CD36的表達和降低肌肉葡萄糖轉(zhuǎn)運子的表達以降低腓腸肌甘油三酯的過量積累[12]。20%蘋果皮可通過影響膽固醇的積累而緩解因高脂日糧導致的代謝綜合癥模型小鼠動脈粥樣硬化進程[13]。蘋果渣的降脂作用與其組成及活性成分緊密相關。首先，蘋果籽含有17%～29%的油，主要的脂肪酸組成為油酸（27.0%～46.5%）和α亞油酸（43.8%～60.0%）以及花生四烯酸[8,14]，高比例多不飽和脂肪酸可降低低密度脂蛋白膽固醇，預防心血管疾病[8]。其次，蘋果渣碳水化合物含量高，其中71.7%為單糖或多糖，每千克干蘋果渣通過弱酸提取可獲得163.2 g 果膠、49.7 g 單糖[15]。果膠屬于可溶性纖維，它被腸道微生物發(fā)酵后可產(chǎn)生乙酸，促進飽腹感，降低血液膽固醇濃度及餐后甘油應答指數(shù)[16]。并且，蘋果渣水提物（含2.5%～9.6%的多酚、黃酮）[17]、蘋果皮醇提物[ 含總酚1 907.5～2 587.9 mg沒食子酸當量（Gallic Acid Equivalent，GAE）/100 g DM、黃酮1 214.3～1 816.4 mg 兒茶素等價物（Catechin Equivalent，CE）/100 g DM][18]以及蘋果籽提取物中（總酚5.74～17.44 mg GAE/g DM）[19]均含有多酚，蘋果多酚可通過促進線粒體呼吸，加強脂肪分解和β氧化，調(diào)節(jié)肝臟脂肪代謝，降低膽固醇[20]。蘋果渣的醋酸乙酯提取物含總黃酮1.85 mg 蘆丁等價物/g 粉末，其中根皮苷占46.7%，根皮素占41.94%[21]；蘋果籽也含240.45～864.42 mg/100 g DM 的根皮苷[22]。根皮苷可通過抑制鈉-葡萄糖協(xié)同轉(zhuǎn)運子而阻礙小腸和腎臟的葡萄糖吸收起降血糖作用，預防日糧誘導的肥胖、肝臟脂肪變性、炎癥[23]。

2.2 增強抗氧化功能 可通過水提或醇提從蘋果渣獲得多酚，通過曲霉（如A.nigerZDM2 或A.tubingensisZDM1）發(fā)酵蘋果皮，產(chǎn)生總酚分別為1 440 mg GAE/100 g DM和1 202 mg GAE/100 g DM[24]。蘋果多酚對2，2'-連氮基-雙-（3-乙基苯并二氫噻唑啉-6-磺酸）（ABTS）、1，1-二苯基-2-三硝基苯肼（DPPH）自由基以及超氧陰離子自由基均有較強的清理作用，對Fe3+具有顯著的還原能力，相同濃度下，蘋果多酚對自由基的清除率以及還原鐵離子的能力均優(yōu)于維生素C[25]。2 型糖尿病人每天攝入含100 mg 總酚的440 mg 蘋果渣提取物膠囊可顯著降低氧化損傷的嘌呤數(shù)量[26]。即使含有0.24% 的有毒成分苦杏苷（Amygdalin），添加蘋果籽也可顯著增加盲腸短鏈脂肪酸如丁酸的濃度，降低肝臟硫代巴比妥酸反應物質(zhì)含量，增加大鼠血漿抗氧化能力[27]。從蘋果渣中提取的總?cè)瓶赏ㄟ^降低丙二醛含量，激活抗氧化酶，清除自由基，緩解四氯化碳導致的小鼠肝損傷程度[28]。0.1%含蘋果酸、磷酸、富馬酸、檸檬酸的復合酸化劑可通過提高斷奶仔豬血清總抗氧化能力和超氧化物歧化酶活性增強其抗氧化功能[29]。給斷奶仔豬飼喂200 mg/kg 蘋果果膠低聚糖，可通過提高抗氧化能力減輕輪狀病毒感染導致的仔豬內(nèi)質(zhì)網(wǎng)應激，減少腸道上皮細胞的自噬和凋亡[30]。蘋果渣的丙酮提取物通過降低硫代巴比妥酸反應物質(zhì)（Thiobarbituric Acid-Reactive Substance，TBA）和總揮發(fā)性鹽基氮值保護凍肉免受氧化損傷[31]。飼料中添加蘋果皮提取物150 mg/kg 或200 mg/kg 可在雞的胸肌、腿肌、血漿、十二指腸和肝臟中檢測到槲皮素[32]，槲皮素具有抗氧化功能[33]。綜上所述，可從蘋果渣中提取多酚、總?cè)啤⑻O果酸、果膠、槲皮素應用于動物，提高抗氧化能力。

2.3 改善腸道健康 蘋果渣及其提取物可抑制真菌（如玉米病原菌肉毒桿菌屬、尖孢鐮刀菌）生長[33]，阻止病毒定植[34]。添加3.5%蘋果渣可顯著影響斷奶仔豬腸道組織炎癥（NFκB）、細胞增殖（cyclinD1）與分化（caspase3）相關基因的表達量[35]，斷奶仔豬回腸派爾集合淋巴結(jié)（Peyer'S Patches）面積減少，進而降低淋巴組織激活程度，增加結(jié)腸隱窩寬度和面積，減少斷奶應激對腸的損傷[36]。添加干蘋果渣（4%～20%）可使肉雞腸絨毛高度增加，隱窩深度降低，雞的抗新城疫、流感的抗體效價得以增強[37]。蘋果渣對腸道形態(tài)功能的改善可能與其含有蘋果酸有關。日糧添加1 015 g/d 或15 g/d 蘋果酸可顯著提高山羊瘤胃丙酸比例，顯著降低氨氮、乳酸濃度和乙丙比[38]。并且，蘋果渣的醋酸乙酯提取物[21]、甲醇或乙醇提取物[39]可有效抑制金黃色釀膿葡萄球菌[最小抑菌濃度（Minimal Inhibitory Concentration，MIC）1.25 mg/mL]和大腸桿菌（MIC 2.50 mg/mL）生長。

綜上所述，蘋果渣富含不飽和脂肪酸，可降低膽固醇含量，其含有的果膠、多酚和根皮苷可降低機體脂肪沉積；可從蘋果渣中提取多酚、總?cè)?、蘋果酸、果膠、槲皮素等活性成分，改善機體抗氧化能力，保護肌肉免受氧化損傷；蘋果酸則可通過調(diào)節(jié)腸道微生物代謝產(chǎn)物組成，根皮苷可通過影響有害微生物的生長來提高機體免疫力。

3 蘋果渣飼料化及其畜禽生產(chǎn)中的應用

3.1 干蘋果渣在畜禽生產(chǎn)中的應用 新鮮蘋果渣水分高，可溶性糖分含量高，易發(fā)霉腐爛，不便儲存，難以工業(yè)化利用，因此目前沒有濕蘋果渣應用于畜禽生產(chǎn)的報道。可直接將蘋果渣干燥加工成果渣干粉。自然干燥成本低，但受限于天氣狀況，人工干燥對機械要求高，成本也隨之提高。干燥后的蘋果渣水分為10% 左右，添加18%干蘋果渣可提升奶山羊的血清抗氧化能力[40]，提高肉兔飼料中性洗滌纖維和酸性洗滌纖維的表觀消化率，對肉品質(zhì)無不良影響[41]。斷奶仔豬采食含3%蘋果渣的液體飼料可顯著提高日增重，降低耗料增重比，增加腸道乳酸菌數(shù)量，降低腹瀉率[42]。干蘋果渣可為妊娠母豬提供纖維來源，緩解母豬便秘[43]，但使用前必須進行農(nóng)藥殘留檢測，殺菌劑多菌靈的殘留將導致妊娠奶牛產(chǎn)出的后代出現(xiàn)骨損傷、泌尿生殖器畸形甚至死亡[44]。添加4%～20%干蘋果渣可導致肉雞生產(chǎn)性能下降[37]，但它可作為纖維用于慢速型肉雞，減緩生長速度的同時消除饑餓感[45]。連續(xù)4 周采食5%干蘋果渣可增加火雞胸肌中的維生素A 濃度，降低肉的TBA 含量，增加采食富含多聚不飽和脂肪酸日糧的火雞的肌肉抗氧化能力[46]。用5%干蘋果渣等量替代麩皮，對櫻桃谷肉鴨全期生產(chǎn)性能無顯著影響，5%膜發(fā)酵干蘋果渣替代組可顯著提高肉鴨整齊度，增加日增重，促進飼料轉(zhuǎn)化率[47]。堆肥制作中，添加10%蘋果渣可吸收NH3將其轉(zhuǎn)化為抑制的產(chǎn)生，降低NH3的排放[48]，可將其應用于畜禽環(huán)境美化。綜上所述，在奶山羊或兔飼料中可添加18%干蘋果渣，在仔豬中可添加3%干蘋果渣。在雞飼料中添加4%干蘋果渣將降低其生產(chǎn)性能，而鴨子對干蘋果渣的耐受度較高，可達5%。

3.2 青貯蘋果渣在畜禽生產(chǎn)中的應用 青貯也是貯存蘋果渣的理想方式，不僅操作簡單，還可防止蘋果渣腐敗變質(zhì)，最大限度地保存養(yǎng)分。青貯過程中經(jīng)過微生物的發(fā)酵，蘋果渣變得柔軟多汁、氣味醇香，適口性好。添加4% 青貯蘋果渣（總酸含量為1.2%）時斷奶仔豬生產(chǎn)性能與1.5%檸檬酸組持平[49]。青貯蘋果渣在反芻動物中飼喂的量要依據(jù)所含的酒精和有機酸的濃度進行調(diào)整，以維持瘤胃適宜pH。用青貯蘋果渣等量替代青貯玉米，隨著青貯蘋果渣用量的增加，西門塔爾牛產(chǎn)奶量呈上升趨勢，替代50% 時可顯著提高牛的產(chǎn)奶量、乳脂率和乳蛋白含量[50]，替代60%時可顯著提高公牛日增重和飼料轉(zhuǎn)化率[51]。

3.3 發(fā)酵蘋果渣在畜禽生產(chǎn)中的應用 通過微生物發(fā)酵也可保存蘋果渣。發(fā)酵后蘋果渣的蛋白質(zhì)含量和熱值均有較大提高。發(fā)酵蘋果渣（6%）可調(diào)節(jié)仔豬腸道微生態(tài)，降低腹瀉率，提高生產(chǎn)性能和免疫力[52]。發(fā)酵蘋果渣在反芻動物中使用較多。5% 混菌發(fā)酵蘋果渣可改善2月齡犢牛粗蛋白質(zhì)消化率，提高其日增重[53]。蘋果渣發(fā)酵后也可保持其抗氧化能力。添加10.91%發(fā)酵蘋果渣可增加羔羊瘤胃組織的乳頭狀突起的長度，促進瘤胃上皮細胞生長[54]。獺兔的飼料中添加28.8%發(fā)酵蘋果渣，可通過提高養(yǎng)分消化率，改善小腸黏膜形態(tài)來提高獺兔的生長性能[55]，添加30%時，獺兔的被毛重量和被毛面積以及血清葡萄糖、免疫球蛋白G 含量提高[56]。

4 小 結(jié)

蘋果渣可通過水或有機溶劑提取獲得如果膠、多酚、黃酮等活性成分，具有調(diào)節(jié)機體糖脂代謝，降低膽固醇含量，改善機體抗氧化能力及免疫的生理功能。蘋果渣水分及糖分含量太高影響其儲存，可通過干燥、青貯、發(fā)酵等方法處理蘋果渣，延長其保存期。未來仍需加大青貯、發(fā)酵的研究力度，將蘋果渣直接應用于畜禽生產(chǎn)，改善腸道健康及畜禽產(chǎn)品的抗氧化能力。